Годинники з індикаторами на світлодіодних стрічках

Одразу зауважу, що в RGB-стрічці (яка є в моєму розпорядженні) в якості загального дроту використовується «+» (загальний для всіх кольорів анод). Відповідно, в схемі годин сегменти (фрагменти стрічки) керуються за анодом, а кольори – за катодом. Отже, індикатор, побудований на фрагменті стрічки, може бути тільки «загальнокатодним». Якісь інші варіанти в даному випадку виключені (або неоправдано складні). Схема комутатора індикатора на RGB-стрічці наведена на рис.1.

Рис.1 Принципова схема комутатора

Комутатор є перетворювачем сигнальних рівнів будь-якої вихідної схеми годин у рівні, сумісні з параметрами навантаження (стрічки) та її полярністю. Транзистори Q1-Q4 керуються сигналами перемикання розрядів вихідної схеми, інвертують його і, у свою чергу, керують групами неінвертуючих RGB-ключів (по 3 ключа на групу) у такому відповідності: Q1-->Q20,Q24,Q26; Q2-->Q21,Q25,Q27; Q3-->Q22,Q28,Q30; Q4-->Q23,Q29,Q31. Поразрядне управління "групових" ключів здійснюється по еміттерам транзисторів (ток управління якими визначається резисторами R8...R15), "кольорове" - по базам транзисторів кожної з груп трьохфазним сигналом з виходів регістра (U1.1), тактованого генератором на елементах І-НЕ (U2.2, U2.3). Елемент U2.1 забезпечує регістру "трьохфазний" режим роботи. Ключі на транзисторах Q5...Q19, Q32 забезпечують запалювання сегментів, що складаються з фрагментів RGB-стрічки.

Вихідна (базова) схема годин може бути будь-якою, але в даному випадку використовувалася схема для керування звичайним семисегментним індикатором з загальним анодом (рис.2). Друкована плата (рис.3) розроблялася саме під цю комбінацію (години з керуванням індикаторами з ОА + комутатор). Для варіанту з "базовим" використанням "загальнокатодних" індикаторів буде достатньо проінвертувати вхідні сигнали комутатора за допомогою логічних інверторів, наприклад (в даній статті не розглядається).

Рис.2 Принципова схема базової частини годин

Частота комутації кольору індикації може бути вибрана практично будь-якою за допомогою елементів C7, R22, PR1. У варіанті, що не розглядається в даній статті, де годинники працюють в автономному режимі, а індикація вмикається при фіксації руху в приміщенні, колір індикації змінюється при кожному увімкненні індикації з подальшим гасінням індикатора. Для цього буде достатньо замість сигналу генератора (U2.2, U2.3) на тактовий вхід регістра подавати сигнал з виходу датчика присутності.

Рис.3 Плата годин в зборі та розміщення на панелі індикатора

Рис.4 Зовнішній вигляд годин (макет)

Про особливості годин з індикаторами на світлодіодних стрічках. З метою безперебійної роботи годин у режимі не відключуваної індикації, у конструкцію вбудовані достатньо ємкі літій-іонні акумулятори, що заряджаються стандартним USB-модулем (Рис.5) зарядки з вбудованою захистом від розряду акумулятора. Для нього передбачено установочне місце на платі годин. Базова частина годин живиться безпосередньо від акумулятора (менше 2мА при 3,3В...4,1В). Схема індикації може бути запитана за допомогою будь-якого підвищуючого перетворювача, здатного стабільно працювати в вказаному вище діапазоні напруг. У даному випадку використовувалися перетворювачі, широко пропоновані на Алі Експрес (не реклама) і для двох модифікацій (рис.5) на платі передбачені установочні місця. Напруга живлення сегментів RGB-індикатора вибрано достатнім для рівномірної індикації в будь-якому кольорі увімкнення при достатній яскравості (+10,5В). Максимальне споживання індикатором (увімкнені всі сегменти) не перевищує 120мА при застосованому типі стрічки та вказаному напрузі живлення індикатора. Загальне споживання схеми від акумулятора по току при напрузі 3,7В в середньому - 270мА При цьому час роботи годин при перевірці в автономному режимі склало не менше 30 годин (далі - не перевірялося) при використанні 2-х паралельно увімкнених акумуляторів від б/у 3-елементної батареї ноутбука (48Вт/ч).

Рис.5 Модулі, використані для встраивания в схему годин

Авторське описання схеми годин, використаної в якості базової схеми, наведене тут http://www.kaligraf.narod.ru/kaligraf_narod_002.html. Схема (авторська частина) та прошивка годин залишилися без змін при використанні з описаними в даній статті модифікаціями. Автору, чиї плоди праці були використані для даної модифікації, висловлюю подяку за якість роботи неодноразово повтореної мною конструкції в різних варіантах.

Список радіоелементів